0 引言
目前，國內(nèi)智能相機的開發(fā)還是處于起步階段，但是它卻在現(xiàn)實中擁有廣泛的應用。典型的機器視覺系統(tǒng)是一般由光源、CCD或CMOS相機、圖像采集卡、圖像處理軟件及一臺PC機構成。其中，圖像的采集功能由CCD/CMOS相機及圖像采集卡完成;圖像的處理則是在圖像采集/處理卡的支持下，由軟件在PC機上完成。由于基于PC機的機器視覺體積龐大、結構復雜，其應用系統(tǒng)的開發(fā)周期長、成本高，因此智能相機就應運而生。本文提出了一種基于ADSP-BF537嵌入式智能相機的設計方案，使它能夠達到機器視覺檢測低成本，高速率，高精度，易操作，小體積的目的。
1 硬件平臺設計
嵌入式智能相機是一個微小的視覺檢測系統(tǒng)，包含圖像采集裝置、圖像處理算法、圖像處理軟件和通信控制裝置。圖像采集裝置主要是獲取圖像數(shù)據(jù)，使用的是CCD/CMOS傳感器。圖像處理主要是在DSP中進行，是對圖像進行預處理，識別、檢測圖像特征，分割圖像特征，提取圖像特征，最后得到圖像處理結果。這主要是在數(shù)字信號處理器(DSP)中完成。圖像通信裝置主要是對圖像處理過程進行控制，并且實現(xiàn)圖像處理結果輸出。圖1為所設計智能相機的結構框圖。
在本設計中，相機采用了ADI公司的ADSP-BF537作為控制核心。ADSP-BF537是具有較高性能的系列成員，擁有容量更大的嵌入式存儲器，從而可滿足諸如視頻安全/監(jiān)控和基于工業(yè)環(huán)境的分布式控制/工廠自動化應用等嵌入式應用的較高吞吐量需求。ADSP-BF537提供了卓越的性能，并專為諸如遠程監(jiān)視設備、VoIP、銷售點終端以及生物特征識別/安全應用等低成本連接設備而設計。作為整個系統(tǒng)的核心，ADSP-BF537具有接口豐富，性能優(yōu)良，價格便宜的特點，并具有強大的多媒體數(shù)據(jù)處理能力。
在圖像采集模塊中，相機使用了CMOS圖像傳感器。與CCD圖像傳感器的高成本相比，CMOS圖像觸感器具有低功耗，低成本的優(yōu)勢。隨著CMOS傳感器制造工藝的發(fā)展，其性能將會越來越接近CCD傳感器。相機通過CMOS圖像傳感器采集圖像數(shù)據(jù)，并且在DSP通過I2C的控制下，把數(shù)據(jù)傳入DSP。
在通信控制模塊中，相機通過以太網(wǎng)、串口RS 232，I/O端口與外部進行連接，從而實現(xiàn)相機的數(shù)據(jù)輸出與控制。以太網(wǎng)用以實現(xiàn)上位機與相機的通信與控制，而I/O端口用來外部觸發(fā)控制相機或者實現(xiàn)相機向外部輸出控制信號。串口RS 232主要是用來不通過仿真器來燒寫U_Boot引導程序和uClinux鏡像文件。
2 軟件設計
相機的軟件程序設計使用了一個Oscar(Open source camera)框架平臺和OpenCV視覺庫，從而使軟件設計更加的簡單、方便、快捷，圖2為Oscar框架與OpenCV的關系圖。Oscar為軟件的設計提供了簡易的應用方法模塊，并且隱藏了硬件接口的復雜性，從而使軟件設計者不需要關心底層硬件程序的設計。而OpenCV構建了一個簡單易用的計算機視覺框架，幫助并發(fā)人員更便捷地設計更復雜的計算機視覺相關的應用程序。
